El ancho planificado de Longfeng Street en la zona de desarrollo de alta tecnología de Lishi es de 80 m, y la ruta diseñada forma un ángulo de 30° con ella. Teniendo en cuenta el trazado de la red de tuberías urbanas a ambos lados de la vía, la distancia libre del puente debe ser superior a 1,20 m. Después de comparar varios planos, se construirá un plano de cable simple de doble torre de 85 m, 1,35 m y 85 m. Finalmente se adoptó un puente atirantado parcial de hormigón pretensado de tres tramos. Una forma estructural en la que las vigas están integradas, los pilares y las vigas están separados y la parte inferior de la viga soporta carga. La parte inferior adopta pilares de losa de hormigón armado y cimientos de pilotes perforados. El método de construcción es el vaciado en voladizo de la viga principal. El diseño general se muestra en la Figura 1.
2 Normas técnicas del puente principal del viaducto de Lishi
(1) Grado de la carretera: autopista
(2) Ancho de la plataforma del puente: 2×net-11m 2×; 015 m barandilla anticolisión 3 m zona de separación central;
(3) Carga de diseño: automóvil - más de 20, remolque - 120;
(4) Intensidad básica del terremoto: 6 grados.
3 Diseño estructural del puente principal
3.1 Diseño general
El plano de cable único del Viaducto Lishi está dispuesto en el cinturón de aislamiento central de la autopista, con una apariencia hermosa. y bajo costo. Dado que las vigas de la torre están consolidadas, los pilares y las vigas están separados y los soportes se colocan en la parte inferior de las vigas, la tensión de algunos puentes atirantados está más cerca del sistema de vigas, con tensión clara y estructura simple. Además, esta forma estructural extiende el período básico de vibración natural de la estructura, reduce el efecto sísmico y favorece la mejora de la resistencia sísmica y la estabilidad general de la estructura. El rodamiento adopta un rodamiento de goma tipo lavabo. Los pilares son de losa de hormigón armado para adaptarse a los cambios de temperatura, la contracción y la fluencia del hormigón.
3.2 Diseño de la viga principal La viga principal adopta una sección en voladizo grande de tres cámaras de una sola caja y el alma exterior está inclinada. El ancho de la placa superior de la viga cajón es de 26 m, la pendiente del alma permanece sin cambios y el ancho de la placa inferior de la viga cajón cambia gradualmente de 15,6 ma 16,864 m. La altura de la viga raíz de la parte superior del pilar principal. es de 4,2 m, y la altura de la viga cambia dentro del rango de 45 m en las direcciones media y lateral del tramo X. Se adopta una parábola cuadrática, el resto son vigas de contorno, la altura de la viga es de 2,4 m, el espesor de la placa inferior es cerrado. La sección de la viga de caja es de 25 cm, el espesor de la placa inferior en el extremo de 0 piezas es de 46,2 cm, el espesor de la placa inferior en la sección de cambio de altura de la viga adopta una parábola cuadrática. El espesor del techo se mantiene sin cambios, la cámara lateral es de 28 cm y la cámara central es de 45 cm. El espesor de las bandas laterales es de 50 cm y el espesor de la banda central es de 35 cm. El área de anclaje atirantada está equipada con tabiques, el grosor de los tabiques de la cámara lateral es de 30 cm y el grosor de los tabiques de la cámara intermedia es de 40 cm. La sección transversal de la viga cajón se muestra en la Figura 2.
La viga principal adopta una estructura pretensada tridimensional, utilizando cordones de acero y barras de acero gruesas laminadas con acabado de alta resistencia longitudinalmente, cordones de acero transversalmente y barras de acero gruesas laminadas con acabado de alta resistencia verticalmente.
La viga principal se construye utilizando el método de fundición en voladizo de cesta colgante. La longitud de la sección del bloque No. 0 es de 10 m, la longitud de las secciones de la viga No. 1 y 2 es de 3 m, la longitud de la sección de la viga No. 3 es de 3,5 m, la longitud de la sección cerrada es de 2 m y el resto es de 4 m. . El peso máximo de vertido en voladizo es de 223,5 toneladas
3.3 Diseño de la torre principal
La altura calculada de la torre principal es de 18 m y la sección transversal es un rectángulo sólido. La torre principal está colocada sobre el cinturón de aislamiento central y se proporciona una montura en el cuerpo de la torre para que pasen los cables. Los tirantes están dispuestos en dos filas a lo largo del puente, y las silletas también están dispuestas en dos filas.
La silla adopta la forma de tubos de alambre divididos, y cada tubo de alambre dividido pasa a través de 1 hilo de acero para facilitar el reemplazo de cables individuales en el futuro. Se instalan placas de anclaje antideslizantes en las salidas a ambos lados del cable atirantado para evitar que los hilos de acero se deslicen.
El tirante es un solo plano de cable. Teniendo en cuenta el equipo tensor, la capacidad de construcción y la conveniencia, los planos de cable único están dispuestos en dos filas a lo largo de la dirección del puente transversal, y cada cable atirantado está compuesto por 365,438 0 cordones de acero recubiertos con epoxi. Los sillines también están dispuestos en dos filas en forma de tubos divididos. Se instalan placas de anclaje antideslizantes en las salidas a ambos lados del cable atirantado para evitar que los hilos de acero se deslicen. El cable adopta múltiples medidas anticorrosión. Un solo hilo de acero se rocía con resina epoxi y se envuelve con una sola capa de PE. El cable de acero se envuelve con una carcasa de HDPE.
3.4 Diseño de la subestructura
Según la perforación, la formación del sitio del puente está compuesta de aluvión Q4 y capas intermedias de arenisca del Pérmico. La capa de aluvio Q4 tiene un espesor de 7,8 a 8,8 m, y la arenisca del Pérmico está compuesta de capas intermedias de arenisca totalmente erosionada, fuertemente erosionada, débilmente erosionada y ligeramente erosionada. El nivel del agua subterránea es de aproximadamente 2,3 ~ 3,7 metros. La base adopta pilotes perforados y está diseñado como pilotes incrustados en roca.
Análisis estático de la estructura del puente principal
Las pilas, las vigas principales y las torres principales utilizan elementos de viga de elementos finitos tridimensionales, y solo se utilizan elementos de cable de tensión para el tirante. cables. Según la división de las secciones de la viga y la disposición de los tendones de acero pretensados durante la etapa de construcción, la viga principal se divide en 92 unidades y el área de sección transversal variable se trata como una unidad de sección transversal variable. La torre principal tiene una sección transversal rectangular y cada torre principal está dividida en 12 unidades. Cada muelle está dividido en cinco unidades; los 44 cables atirantados de todo el puente se dividen en 44 unidades de cable, y todo el puente tiene 170 unidades.
Según el diseño de organización constructiva, durante la fase de construcción, se supone que las partes superiores de las pilas izquierda y derecha están consolidadas durante la fase de operación del puente, la pila izquierda es un soporte fijo, y la pila izquierda es un soporte fijo; La pila derecha y ambos extremos de la viga principal se colocan como soportes rodantes a lo largo de la dirección del asiento del puente. El diagrama de cálculo se muestra en la Figura 3.
Se utilizan las siguientes combinaciones de carga para todo el puente:
(1) Carro de contracción y fluencia de hormigón pretensado de carga constante: más de 20 niveles
(3) Contracción y fluencia del remolque de concreto pretensado de carga constante - Nivel 20 o superior de los cojinetes se hunden 1 cm y la temperatura del tablero del puente aumenta 10 ℃;
(4) Contracción y fluencia del concreto pretensado de carga constante: si el soporte excede el nivel 20, el tablero del puente se hundirá 1 cm y el tablero del puente se enfriar en 10°C;
(5) Contracción y fluencia del concreto pretensado de carga constante Cambio de automóvil: los cojinetes se hunden 1 cm si excede el nivel 20, la temperatura general aumenta en 20°C;
(6) El hormigón pretensado con carga constante se contrae, el automóvil se arrastra: los cojinetes se hunden 1 cm, lo que supera el nivel 20, la temperatura general cae en 20 ℃.
Los resultados del cálculo muestran que la viga principal se encuentra en un estado de compresión de sección completa durante la etapa de uso, y la tensión de compresión máxima aparece en la raíz de la torre, lo que cumple con los requisitos de diseño. Según los resultados del análisis de tensiones locales, la distribución de tensiones en la conexión entre el extremo del anclaje de la viga de acero pretensada y el soporte es compleja y se debe reforzar el refuerzo local.
Análisis de las características de vibración natural de la estructura del puente principal
Basado en el modelo de cálculo anterior, el autor calculó las características de vibración natural de la estructura. De acuerdo a las necesidades del análisis sísmico, se calcularon los primeros 100 modos de vibración de la estructura. La forma de vibración de la estructura se muestra en la Figura 4-7. Las características de vibración natural de los primeros 15 órdenes de la estructura se muestran en la Tabla 1.
Tabla 15 Características de autovibración de la estructura 1
Las investigaciones muestran que las tasas de contribución modal acumuladas longitudinal, transversal y vertical de los primeros 20 modos están muy cerca de 100, superando a UBC en Estados Unidos 90 requerido por la especificación. No existen regulaciones en los códigos relevantes para la resistencia a terremotos de puentes en mi país, lo que indica que los primeros 20 modos han cubierto las principales características dinámicas de la estructura del diagrama de forma de vibración, los primeros tres modos están dominados por modos de vibración vertical y; el cuarto modo aparece con modos de vibración transversal, lo que indica que la estructura tiene buena rigidez lateral; las formas de vibración reflejadas por la unidad sólida tridimensional son relativamente completas, lo que puede captar bien las características dinámicas de la estructura y proporcionar un análisis teórico confiable para la Medición dinámica del puente terminado.
6 Conclusiones y Sugerencias
La práctica de diseño del Viaducto Lishi proporciona una experiencia valiosa para la aplicación exitosa de puentes atirantados de hormigón parcialmente pretensado en mi país. El puente atirantado parcial de hormigón pretensado con torres gemelas y un solo plano de cable tiene una tensión clara, una estructura simple, una apariencia hermosa y un bajo costo. Algunos puentes atirantados pueden seleccionar razonablemente el tamaño de cada parte de acuerdo con la situación real, lo que brinda una mayor libertad de diseño. A través del cálculo estático y el análisis de las características dinámicas de la estructura, se demuestra que el tipo de puente cumple plenamente con los requisitos funcionales, tiene una dificultad de construcción baja y un período de construcción corto, lo que proporciona un espacio más amplio para la construcción futura de puentes.
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